80 Curierul de Fizicã îºi propune sã se adreseze întregii...

Curierul de Fizică / nr. 80 / Decembrie 2015 1

Din CUPRINS 8Gh.VĂSARU Efectuldeşeurilorradioactive

poatefiminimizat10 *** LaureaţiiPremiuluiNobel2015

pentrufizică12MirceaMorariu PhysicsWeb

Nota Redacţiei O scriere semnată, menţionată aici sau inse-rată în paginile publicaţiei, poartă responsabilitatea autoru-lui. Celelalte note – nesemnate – ca şi editorialul, sunt scrise de către redacţie şi reprezintă punctul de vedere al acesteia.

Editura Horia HulubEi

C nr 80URIERULde Fizica

Curierul de Fizicã îºi propune sã se adreseze întregii comunitãþi ºtiinþifice/universitare din þarã ºi diaspora !Publicaţia Fundaţiei Horia Hulubei şi a Societăţii Române de Fizică • Anul XXVI • Nr. 2 (80) • Decembrie 2015

(

continuare în pag. 2

În această lună se împlinesc 10 ani de la dispariția d-lui Mircea Oncescu, personalitate importantă a fizicii românești, fondator al școlii române de radio-protecție, conducător de doctorate, director al IFA și fondator al revistei „Curierul de Fizică”. Includem mai jos cîteva gînduri ale unor colaboratori.

Putem constata că dispare o întreagă generație de oameni remarcabili, care au reușit să facă cercetare de performanță în vremuri grele, pe care i-am găsit în Institut și, eventual, i-am luat drept modele. Să amintesc că Departamentul de Fizică Teoretică i-a pierdut recent pe Horia Scutaru, Mircea Iosifescu și pe Cezar Gheorghe, oameni pe care îi priveam (ca și pe dl. Oncescu) cu mult respect atunci cînd am intrat în Institut. Este o bună ocazie să ne întrebăm dacă am profitat suficient de prezența lor și dacă despărțirea lor de locul în care au lucrat a fost elegantă.

O amintire despre domnul OncescuLa trecerea a zece ani de cînd dl. Oncescu ne-a

părăsit, m-am gîndit că cel mai potrivit mod de a-l pomeni este de a mă gîndi dacă am învățat ceva de natură morală de la domnia sa.

În acest context, îmi aduc aminte că, atunci cînd se confrunta cu diverse dificultăți în activitatea fundației „Horia Hulubei” și a revistei „Curierul de Fizică” avea obiceiul să îmi spună pe un ton potolit: „Ei, așa sînt oamenii!”.

La un moment dat, mi-am permis să îl întreb dacă această atitudine blajină i-a fost de folos în exercitarea atribuțiilor de șef de secție (pînă în 1989) și apoi director adjunct IFA (după schimbările din acel an). Mi-a spus că a întîlnit suficienți noi angajați cu care a colaborat mai greu la început de drum. A încercat mereu să îi determine cu vorba bună să se integreze spiritului de echipă. Din experiența domniei sale, după o oarecare perioadă de persuasiune, a reușit să obțină un feed-back pozitiv cam în toate cazurile. Îmi imaginez că prestigiul științific, autoritatea, etc., precum și reala grijă pe care o avea de colectivul domniei sale (în vremuri grele), au jucat un rol în aceste schimbări de atitudine.

Fotografiile din cadrul grupajului dedicat omagierii Profesorului Mircea Oncescu au fost realizate și puse cu generozitate la dispoziția Curierului de Fizică de Vasile Hrițcu.

Curierul de Fizică / nr. 80 / Decembrie 20152

Pe de altă parte, tot domnia sa mi-a explicat că nu avea chiar răbdarea unui sfînt, în sensul că a întîlnit vreo două caractere cu care nu a putut interacționa constructiv și cu care a limitat interacția strict la relațiile impuse de regulamentele și legile timpurilor. Era vorba de unele persoane „cu funcții de răspundere” cu care orice dialog era imposibil, iar abaterile de la o minimă moralitate prea grave.

Personal, am ajuns la concluzia că nu este așa de ușor să ții seama de ambițiile colegilor (de multe ori fără acoperire); din acest motiv, lista mea cu persoane evitabile este un pic mai mare și am putut urma exemplul dlui Oncescu doar parțial. Poate de aceea revista fondată de domnia sa, „Curierul de Fizică”, nu mai este așa de citită ca pe vremea domniei sale, iar autorii sînt din ce în ce mai greu de găsit!

Dan-Radu Grigore

Domnul Oncescu!Domnul Dr. MIRCEA ONCESCU a avut o activitate

de cercetare susţinută şi recunoscută. Secţia pe care a condus-o a reprezentat o primă şi importantă contribuţie la domeniul nuclear din România. A fost un excelent organizator.

A iniţiat şi condus “Cursuri de Utilizare a Izotopilor Radioactivi”, CUIR. Urmaşul “CUIR”-ului este “ Centrul de Pregătire şi Specializare în Domeniul Nuclear” CPSDN, parte a IFIN-HH, cu activitate susţinută.

Domnul Oncescu a înfiinţat “Comisia de Îndrumare şi Control al Unităţilor Nucleare”, CICUN. În prezent, urmaşa CICUN este “Comisia Naţională pentru Controlul Activităţilor Nucleare”, CNCAN, o instituţie importantă şi bine extinsă.

Cu numeroşii colaboratori s-a purtat excepţional, ca un părinte. Dacă unul dintre aceştia avea o problemă, primul care îi sărea în ajutor, practic sau cu susţinere psihologică, era domnul Oncescu. Ne-a spus tuturor pe numele mic, pentru unii avea chiar diminutive preferenţiale. Nu l-am văzut niciodată nervos, chiar dacă în Laborator s-au făcut şi greşeli. Ne-a tratat de la egal la egal.

A avut un talent didactic deosebit. O problemă oricât de complicată, explicată de domnul Oncescu, devenea clară. În lunga mea viaţă am audiat numeroşi profesori şi cercetători, nimeni n-a egalat talentul d-lui Oncescu.

Dacă unii colegi îl contraziceau profesional, domnul Oncescu, cu calm şi răbdare, îi aducea la realitate. Dacă doi colaboratori aveau un diferend, domnul Oncescu se dovedea cel mai bun moderator.

De o deosebită probitate, niciodată n-a pretins să figureze pe o lucrare la care n-a avut o contribuţie semnificativă.

Datorez mult domnului Oncescu. Prin susţinerea dânsului am ajuns cel mai tânăr şef de laborator din IFA. Mă întreb, care şef de secţie renunţă la o parte din secţie ca să creeze un nou laborator, cu un şef tânăr promovat dintre colaboratori.

Dragul nostru domn Oncescu, nu te vom uita! Vom aplica în profesie învăţămintele primite.

Dumnezeu să-l odihnească!Eric Leon Grigorescu

continuare din pag. 1

În imaginea din pagina alăturată Profesorul Mircea Oncescu împreună cu (de la stânga la dreapta)

Eric Leon Grigorescu, Maria Sahagia, Ianca Stanef și Florian Rebigan.


Odată cu instalarea Reactorului Nuclear (RN) de Cercetare de tip VVRS şi a Ciclotronului de tip U120, la Institutul de Fizică Atomică (IFA), problemele de radioprotecţie au devenit o preocupare de bază în acest institut. Ele erau legate de asigurarea radioprotecţiei pentru primele instalaţii nucleare din România, al căror număr a crescut pe parcursul timpului, şi pentru personalul care dezvolta activităţi de cercetare şi aplicaţii ale noilor tehnici.

Un domeniu cu mare impact a fost acela al producţiei de radioizotopi la RN şi aplicarea lor în toate domeniile importante de activitate din România. Tehnicile nucleare bazate pe utilizarea radioizotopilor (radionuclizilor) au fost abordate în “Pavilionul Oncescu”, aşa cum este cunoscut şi în prezent, în cadrul “Secţiei a IV-a – Aplicaţii ale izotopilor radioactivi” de către membrii “Familiei Oncescu”, pe care Profesorul, apelat de toată lumea, simplu, ”Domnu’ Oncescu”, a

format-o şi a coordonat-o cu multă competenţă şi dragoste.

Radioprotecţia în acest domeniu special este o problemă complexă, implicând măsurarea dozelor de radiaţii, măsurarea activităţii surselor radioactive, calculul dozelor pentru diferite tipuri de surse, urmată de luarea de măsuri pentru protecţia persoanelor şi a mediului. În acest scop, Profesorul a înfiinţat primele laboratoare de metrologia radiaţiilor ionizante, încă din anii ’60, pentru măsurarea mărimilor fundamentale: doza absorbită şi activitatea unei surse radioactive. Este remarcabil faptul că, chiar din acel moment, au fost dezvoltate metode şi instalaţii de măsurare absolută, prilejuind laboratorului să se situeze în elita mondială, loc pe care şi-l menţine şi în prezent; au fost publicate lucrări ştiinţifice care mai sunt citate şi în prezent în literatură.

Profesorul a desfăşurat o intensă activitate

Profesorul Dr. Mircea Oncescu, Pionier al Radioprotecţiei în România

Oamenii dispar, dar realizările lor rămân

10 ani de la dispariţia Profesorului şi 25 de ani de la înfiinţarea Societăţii Române de Radioprotecţie


didactică, atât în învăţământul superior, cât şi în IFA, în cadrul nou înfiinţatului departament de instruire a personalului din domeniul nuclear, cunoscut în public sub denumirea de Curs de Utilizare a Izotopilor Radioactivi (CUIR), a cărui tradiţie se continuă şi astăzi, şi a fost iniţiatorul Comisiei pentru Îndrumarea Unităţilor Nucleare (CICUN), precursoarea CNCAN-ului de astăzi. A fost un remarcabil conducător de doctorate, începând din anul 1970, îndrumând mulţi doctoranzi care au abordat subiecte de radioprotecţie. A desfăşurat o intensă activitate de scriere (dar şi de iniţiere a altor autori) de cărţi destinate acestui domeniu. Cărţile, scrise cu un mare talent pedagogic, extrem de bine documentate şi riguroase, se constituie şi în prezent în lucrări de referinţă, prezente în orice listă bibliografică. Este demnă de remarcat adeziunea sa totală la introducerea în activitate a computerului şi a metodelor de simulare Monte Carlo, într-o perioadă de început a acestora, devansându-şi mulţi contemporani.

O preocupare constantă în activitatea Profesorului a fost măsurarea activităţii mediului ambiant, pentru care a fost înfiinţată, sub coordonarea IFA, prima reţea formată din cinci laboratoare, precursoarea Reţelei Naţionale de Radioactivitatea Mediului din prezent, în perioada testelor nucleare în atmosferă. Deşi în anii 1970 - 1986 radioactivitatea ambiantă a scăzut simţitor, nemaifiind o preocupare de top, şocul accidentului de la centrala Cernobîl a readus în prim plan acest subiect. În perioada de maximă concentraţie radioactivă în România, Profesorul a fost solicitat să preia coordonarea tuturor echipelor care efectuau şi raportau măsurări la IFIN (continuatorul IFA în domeniu). Din această experienţă, Domnia Sa a sesizat că subiectul necesită a fi tratat de specialişti instruiţi în mod special, cu instalaţii de măsură adecvate, etalonate corespunzător. Aşa a luat fiinţă Seminarul de Radioactivitatea Mediului, desfăşurat la IFIN în perioada 1986 - 1990, la care participa un mare număr de specialişti din toată ţara şi din toate instituţiile implicate. Acest seminar a fost apreciat enorm de participanţi, care făceau eforturi mari (călătorind noaptea cu trenul, de la mari distanţe) ca să participe. Perioada aceasta a constituit un real progres în domeniu. Aşa s-a născut ideea de a se continua acţiunea într-o formă organizată, în cadrul unei organizaţii profesionale. Sufletul activităţilor legate de înfiinţarea sa a fost Profesorul, iar la data de 30 mai 1990 a luat fiinţă Societatea Română de Radioprotecţie (SRRp), care îşi continuă şi astăzi cu succes activitatea de cercetare, dezvoltare de aplicaţii, suport pentru organisme de reglementare, dar mai ales de educare a specialiştilor şi publicului în

domeniu.Sunt de menţionat două lucrări de sinteză, elaborate

sub egida SRRp, publicate la Ed. Horia Hulubei, privind radioactivitatea în România în perioda 1990 – 1994 şi existenţa, pe parcursul mai multor ani, a unei rubrici dedicate SRRp în revista Curierul de Fizică.

Profesorul Dr. Mircea Oncescu a fost primul preşedinte al SRRp o lungă perioadă de timp, iar după ce s-a retras din funcţia executivă a fost desemnat preşedinte de onoare al SRRp, până la dispariţia sa, în anul 2005. Să ne amintim cu dragoste şi recunoștinţă de Profesorul nostru!

Societatea Română de Radioprotecţie este în prezent o asociaţie profesională ce reuneşte persoane implicate în domeniul radioprotecţiei, din cele mai diverse domenii: cercetări de fizică nucleară, energetică nucleară, medicină, protecţia mediului, alte ramuri industriale. Un istoric al său, redactat de un colectiv al Consiliului de Conducere al SRRp, a fost publicat în revista Energia Nucleară, iar la data de 9 octombrie 2015 a fost celebrat acest prim jubileu al SRRp.

BibliografieM. Oncescu, Fizica protecţiei contra radiaţiilor,

Ed. Academiei Române, Bucureşti, 1958.F. Ciorăscu, M. Oncescu, Detectarea şi măsurarea

radiaţiilor nucleare, Ed. Academiei Române, Bucureşti, 1964.

I. Asavinei, L. Grigorescu, C. Lazarovici, M. Oncescu, P. Şandru, The beta-gamma coincidence method used for the standardization of Au-198 sources, Rev. de Physique VIII, 6 (1964) 857-866.

F. Rebigan, Măsurarea absolută a dozelor de radiaţii prin metoda ionometrică, St. Cerc. Fiz., 5, 10, 1203 (1973).

E. Gaşpar, D. Şerban, Elemente de radioprotecţie, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1976.

A. Barna, M. Oncescu, Programe pentru calculul ecranării surselor radioactive, St. Cerc. Fiz., 32, 10, 1093 (1980).

M. Oncescu, I. Panaitescu, Dozimetria şi ecranarea radiaţiilor Röntgen şi Gamma, Ed. Academiei Române, 1992.

Colectiv de specialişti (coordonator M. Oncescu), Radioactivitatea naturală în România, 1994.

Colectiv de specialişti (coordonator M. Oncescu), Radioactivitatea artificială în România, 1995.

M. Oncescu, Conceptele Radioprotecţiei, Ed. Horia Hulubei, Bucureşti, 1996.

Dr. Maria SahagiaInstitutul Naţional de C&D pentru Fizică şi Inginerie

Nucleară „Horia Hulubei” (IFIN-HH)



Cu 17 ani în urmă, cei care am lucrat în Colectivul Oncescu am hotărât să ne întâlnim în fiecare lună la o şuetă. Locul ales a fost Parcul Cişmigiu ca fiind uşor accesibil din orice margine a Bucureştiului. Punctul de întâlnire: localul Monte Carlo. Nici o legătură cu metoda de modelare Monte Carlo pe care Domnul Oncescu a introdus-o în radiometria industrială, simplă coincidenţă, dar denumirea restaurantului ne aminteşte mereu de iniţiatorul întâlnirilor noastre.

Întâlnirile lunare din Cişmigiu sunt întâlniri cu trecutul, cu multe amintiri despre oameni şi locuri.

Cu regret ne aducem aminte că acum 10 ani iniţiatorul acestor întâlniri, Domnul Oncescu, şi-a părăsit discret familia şi „familia de suflet”, adică pe noi cei care am fost formaţi şi modelaţi în colectivul pe care l-a condus.

Ne lipseşte prezenţa celui care cu drag ne întâmpina la întâlniri dispus să ne asculte cu răbdare şi înţelegere frământările şi neliniştile noastre, care îşi exprima

calm părerile şi cu înţelepciune ne sugera soluţii.Iniţiate ca întâlniri ale Colectivului Oncescu,

în timp, acestea au devenit întâlniri ale tuturor IFIŞTILOR dornici să se revadă şi să se bucure de clipe de relaxare la un „pahar de vorbă”, aşa cum îi plăcea să spună Domnului Oncescu.

Timpul îşi spune însă cuvântul şi treptat rândurile participanţilor la întâlniri s-au subţiat. Cei rămaşi duc în continuare spiritul de comuniune sufletească pentru care a militat Domnul Oncescu şi spera ca întâlnirile să fie benefice celor însinguraţi.

Îi păstrăm recunoștinţă pentru tot ce ne-a transmis: dragostea pentru Institut, pentru locul de muncă, pentru colegi.

Am convingerea că Domnul Oncescu ar fi mulţumit că ne păstrăm relaţiile interumane şi că perpetuăm tradiţia acestor întâlniri.

Îi mulţumim pentru „moştenirea de suflet” lăsată.Ianca Stanef

Întâlniri de suflet… în Cişmigiu



Unul dintre cele mai utilizate procedee de confinare a deșeurilor radioactive de mare activitate, în vederea depozitării lor definitive, îl constituie solidificarea și vitrificarea. Acest procedeu este dezvoltat cu precăde-re în Franţa, și aflat în fază de generalizare și în alte ţări. El constă în adăugarea la calcinarea deșeurilor so-lide a unor ingrediente din borosilicaţi sau fosfaţi, ce înglobează deșeurile produșilor de fisiune în topitura sticloasă rezultată. Blocurile de sticlă monolit rezul-tate se amplasează în containere de oţel inoxidabil cu diametrul de 0,5 m și înălţimea de 1 m și se stochează în el fără nici o dificultate. Prin operaţia de stocare in-termediară se urmărește cu precădere o scădere a ra-dioactivităţii deșeurilor cu un anumit nivel, după care acestea se reprocesează. Posibilităţile de stocaj luate în consideraţie în acest scop pentru deșeurile solide cu radioactivitate ridicată sunt bazinele de apă, grotele răcite cu aer, containerele amplasate în excavaţiile sub-terane, etc., depozitarea finală efectuându-se în for-maţiuni geologice de adâncime, pe fundul oceanelor sau în spaţiul extraterestru. Dat fiind timpii de înju-mătăţire lungi, izolarea acestor deșeuri se evaluează la durate de aproximativ 1000 de ani pentru produșii de fisiune (90Sr și 137Cs), și la durate de peste 1000 de ani pentru actinidele transuraniene (239Pu), pentru oricare din formaţiunile geologice utilizate la depozitarea lor. Acestui deziderat îi corespund formaţiunile geologice uscate, confinarea deșeurilor fiind asigurată prin barie-re geologice de tipul salinelor, formaţiunilor argiloase, rocilor cristaline granitice, calcarelor sau rocilor meta-morfice. Experienţa de până acum arată că spaţiile de

Memoriei Profesorului Mircea Oncescu (1925-2005), Doctor în fizică, excelent dascăl și coordonator al cercetării știinţifice în domeniul radioprotecţiei, membru fondator al Societăţii Române de Radioprotecţie, al Fundaţiei “Horia Hulubei” și al publicaţiei “Curierul de Fizică“, autor a numeroase lucrări dedicate formării și informării în domeniul fizicii radiaţiilor: “Mărimi și unităţi de fizică” (împreună cu R. Grigorovici), “Îndreptar de radioprotecţie“, “Dozimetria și ecranarea radiaţiilor Röntgen și Gamma” (împreună cu I. Panaitescu), “Conceptele radioprotecţiei“ etc.

Efectul deşeurilor radioactive poate fi minimizatdepozitare au fost alese corect și că nu există motive de îngrijorare. Făcând o comparaţie între CNE și o centra-lă ce utilizează un combustibil fosil, fiecare cu o putere instalată de 1000 MW, rezultă că prima consumă mai puţin de 0,5 tone de oxid de uraniu pe zi și produce, în cursul a 35 de ani de funcţionare, o cantitate de deșe-uri radioactive echivalentă cu volumul unei piscine de dimensiuni olimpice, în timp ce a doua consumă zilnic 10000 tone de cărbune, producând 1000 de tone de zgură și cenușă, ceea ce în perioada amintită de func-ţionare, va conduce la o cantitate de deșeu ce ar putea acoperi 40 ha, la înălţimea de 8 m. Rezultă deci că CNE afectează mult mai puţin peisajul decât centralele elec-trice cu combustibil fosil. Centralele nuclearo-electrice actuale, fie că utilizează reactori cu apă presurizată (PWR), sau cu apă în fierbe-re (BWR), necesită cantităţi mari de apă pentru răcire. Din acest motiv, majoritatea acestora sunt amplasa-te în vecinătatea marilor rezervoare de apă naturală. Temperatura acestora, după deversarea apelor termice ale centralei, crește uneori cu câteva grade, cu totul ne-semnificativ în comparaţie cu variaţiile acestei tempe-raturi datorate efectelor căldurii solare. Căldura prove-nită de la CNE poate fi folosită avantajos pentru ter-moficare, ca și în cazul centralelor termice, utilizând în acest scop sisteme combinate de producere și de recu-perare a căldurii din apele termale reziduale. Deoarece fauna fundurilor de lacuri și râuri este relativ imobilă, abundentă și cuprinde specii sensibile la modificări importante de temperatură, pentru a studia influenţa


Fizicieni români la Olimpiadele Internaționale de Matematică

Apar în presă articole care elogiază prestația mate-maticienilor români la olimpiadele internaționale de matemtică.

Aici este reprodusă o poză în care apar colegi de-ai noștri care au lucrat la IFA - Cezar Gheorghe (recent dispărut dintre noi), Radu Grosescu, Dan Burghelea, care au făcut parte din echipa României la cea de a doua Olimpiadă Internațională de Matematică, Sinaia 1960. Asta ne duce cu gândul la prima Olimpiadă Internațională de la Brașov din 1959, unde, printre medaliați erau viitorii fizicieni români Basarab Nicolescu (Medalie de aur) și Gheorghe Cezar (Medalie de argint).

Delegația României (elevi și profesori) la cea de a doua Olimpiadă Internațională de Matematică – Sinaia 1960. Sus: Basarab Nicolescu, Radu Grosescu, Tiberiu Roman

(prof.), Gh. D. Simionescu (prof.), O. Sacter (prof.), Vasile Masgras. Jos: Dan Burghelea, Cezar Gheorghe,

Șerban Stănilă, Nicolae Popa, Tudor Gheorghe.

În Departamentul de Fizică Teoretică al IFIN-HH era o tradiție ca să se urmeze ambele facultăți – Fizica și Matematica. IFIN-HH și Departamentul de Fizică Teoretică caută să mențină colaborarea Fizică-Matematică prin seminarul de Geometry&Physics@DFT (http:// events.theory.nipne.ro/gap/).

Ștefan Berceanu

acestor modificări termice asupra ei, se colectează și analizează periodic probe, făcându-se astfel observaţii biologice asupra planctonului și peștilor, pe durate de până la 2 ani, după darea în exploatare a centralei. Ca-zul plutoniului necesită o menţiune aparte. El posedă o radioactivitate specifică, care-l face ca la inhalare să fie mai toxic decât uraniul. Deși nu este volatil și se dispersează mai greu, la manipularea sa se iau preca-uţiuni deosebit de severe. Normele internaţionale de protecţie arată că toxicitatea plutoniului nu trebuie neglijată, dar experienţa demonstrează că se dispu-ne deja de tehnici de manipulare bine puse la punct, care nu periclitează sănătatea personalului. În general, deșeurile contaminate cu plutoniu sunt tratate cores-punzător, permiţând recuperarea acestuia. Energetica nucleară poate contribui în mare măsură la soluţiona-rea problemelor impuse de creșterea necesităţilor de electricitate, fără nicio contribuţie la încălzirea globală a Terrei, la ploile acide sau la moartea pădurilor. Ma-nipularea și depozitarea deșeurilor radioactive sunt de pe acum pe deplin fezabile. Securitatea energeticii nu-cleare, la fel ca și securitatea altor activităţi industriale, poate fi mult îmbunătăţită și întărită prin perfecţiona-rea continuă a metodologiilor existente și aplicarea de metodologii noi.

Dr. Gheorghe VĂSARU([email protected])

Errata la articolul: G. Văsaru – Viitorul energiei nucleare, (CdF nr. 79, p. 5).La Motto, în prima frază lipsește cuvântul decât. Aceasta se va citi:Motto: „Civilizaţia umană va întâmpina rapid o serie de dificultăţi ce nu vor putea fi depășite decât dacă se vor întreprinde schimbări radicale în orientarea modului în care omul se ocupă de problemele energiei.”

OBITUARIAMircea Iosifescu

A trecut în lumea umbrelor fostul nostru coleg din Departamentul de Fizică Teoretică al IFIN-HH, Mircea Iosifescu. Membru al grupului de fizică teoretică încă de la inființarea acestuia în fostul Institut de Fizică Atomică, Mircea Iosifescu a fost unul dintre pionierii fizicii nucleare teoretice din România – notoriu este articolul “On favoured alpha transitions”, scris împreună cu Acad. Aurel Săndulescu, apărut în prestigioasa ”Nuclear Physics”. Ulterior, Mircea Iosifescu s-a orientat către fizica matematică, aducând contribuții importante în teoria momentului cinetic și a reprezentărilor grupurilor și algebrelor Lie.

“Omul cel drept al Laboratorului”, cum era numit printre membrii vechii echipe de teoreticieni ai IFA, Mircea Iosifescu a fost nu numai un eminent cercetător, dar și un om cu o largă cultură umanistă, un caracter exemplar, un luptător discret pentru valorile umanismului și civismului.


Premiul Nobel pentru Fizică pentru anul 2015 a fost câştigat de către canadianul Arthur B. McDonald şi ja-ponezul Takaaki Kajita “pentru descoperirea oscilaţiilor neutrinilor, ceea ce demonstrează că neutrinii au masă”.

Arthur B. McDonald este cetăţean canadian şi direc-tor la Sudbury Neutrino Observatory. El este profesor emerit de fizică la Queen s University.

Takaaki Kajita este cetăţean japonez şi membru al colaborării Super-Kamiokande. El este profesor de fizică la University of Tokyo.

Neutrinii sunt particule care nu au sarcină electrică şi deci interacţionează foarte slab cu materia, ceea ce-i face extrem de dificil de detectat. Existenţa lor a fost prezisă în 1930 de către Wölfgang Pauli ca un “remediu disperat” al discrepanţelor din studiul dezintegrărilor beta. La acel moment Pauli a fost convins că neutrinii vor fi imposibil de detectat, dar el a fost contrazis în 1956 când Frederick Reines şi Clyde Cowan au detectat antineutrinii emişi de un reactor nuclear, pentru care cei doi au câştigat Premiul Nobel pentru Fizică în 1995. În 1957 fizicianul italian Bruno Pontecorvo a sugerat că există tipuri multiple sau “arome” de neutrini şi că ei îşi pot schimba identitatea sau “oscila” de la unul la altul. “Arome” de neutrini multipli au fost confirmate în 1962 când Leon Lederman, Melvin Schwartz şi Jack Steinberger de la Brookhaven National Laboratory din SUA au observat existenţa atât a unui neutrino electronic Pauli, cât şi a unui neutrino muonic. Un al treilea tip de neutrino, taonic a fost prezis în anul 1975 şi descoperit în anul 2000. Conceptul de oscilaţie a neutrinilor s-a născut în 1964 când Raymond Davis şi John Bahcall au descoperit că experimentul lor cu neutri-ni solari din Homestake Gold Mine din South Dakota a detectat numai circa 30% neutrini electronici, prezişi de o teorie dezvoltată de Bahcall. Această discrepanţă a putut fi explicată numai dacă neutrinii oscilau între “arome” în drumul lor de la Soare la Pământ. Dacă oscilaţia avea loc, atunci înseamnă că neutrinii au masă, contrar la ceea ce prezice Modelul Standard al fizicii particulelor.

Premiul Nobel pentru Fizică 2015

Arthur B. McDonald s-a născut în 1943 la Sydney, Nova Scotia şi a făcut un BSc şi un MSc în fizică la Dalhou-sie University in Halifax. El s-a mutat apoi în SUA, unde şi-a obţinut doctoratul (PhD) la Caltech în 1969 înainte de a se întoarce în Canada pentru a lucra la Atomic Ener-gy of Canada s Chalk River Laboratories, până în 1982. După anul sabatic la Princeton University, el a ajuns în 1989 la Queen s University in Kingston, Ontario, unde a devenit director la Sudbury Neutrino Observatory.

Takaaki Kajita s-a născut în 1959 la Higashimatsuya-ma, Saitama Prefecture şi şi-a completat un BSc în fizică la Saitama University în 1981. Apoi el şi-a obţinut gradele MSc şi PhD la University of Tokyo, terminând studiile în 1986. Doi ani mai târziu Takaaki Kajita a intrat la Insti-tute for Cosmic Ray Research la University of Tokyo unde este în prezent director.

În 1998 Kajita a prezentat datele obţinute din experi-mentul Super-Kamiokande, care arată că raportul neutri-nilor electronici şi cei muonici, venind din direcţii opuse ale Pământului, este diferit. Aceasta înseamnă că aceşti neutrini, creaţi atunci când razele cosmice interacţionează cu nuclee din atmosfera superioară, schimbă “aroma” pe măsură ce trec spre Pământ. Acest lucru arată pentru pri-ma dată că neutrinii trebuie să aibă masă, chiar dacă este de numai circa 0,1 eV. Apoi, în 2001 şi 2002 McDonald şi colegii săi de la Sudbury Neutrino Observatory au ra-portat modul în care majoritatea neutrinilor electronici produşi în Soare se schimbă în neutrini muonici sau ta-onici pe măsură ce călătoresc spre Pământ. Acest lucru a fost posibil deoarece Sudbury Neutrino Observatory po-ate măsura numărul de neutrini care sosesc de la Soare. Aceste măsurători au permis lui McDonald şi colegilor să confirme atât prezicerea teoretică a lui Bahcall a fluxului de neutrini electronici solari, cât şi să arate că circa două treimi din neutrinii electronici solari schimbă “aroma” în timpul cât ei ajung la Pământ. Dovada pentru oscilaţiile neutrinilor a fost întărită la începutul anului 2015, atunci când cercetători de la experimentul T2K (Tokai to Kamio-ka) din Japonia au descărcat un fascicol de neutrini muo-nici la 295 km spre baza Super-Kamiokande. Acolo au detectat neutrini muonici cu o semnificaţie statistică mai mare de 5σ, confirmând că neutrinii muonici oscilează într-adevăr în neutrini electronici. Descoperirile consti-tuie şi un triumf al fizicii experimentale, deoarece neutri-nii nu au sarcină electrică şi interacţionează foarte rar cu materia. Ca rezultat ei sunt extrem de dificil de detectat. De aceea, atât Super-Kamiokande, cât şi Sudbury Neutri-no Observatory sunt construite adânc sub pământ, pen-tru a le ecrana de radiaţia cosmică.

Sursă PhysicsWorld

Arthur B. McDonald Takaaki Kajita


Neutrini izolaţi în mantaua PământuluiCercetătorii de la detectorul Borexino din Italia au anunţat primele reperări confirmate de antineutrini produși prin dezintegrare radioactivă, în mantaua Pă-mântului. În timp ce astfel de “geoneutrini” au fost de-tectaţi înainte, este pentru prima dată când fizicienii afirmă ferm că circa jumătate din antineutrinii pe care i-au măsurat provin din mantaua Pământului, restul provenind din crustă. Grupul de la detectorul Borexino a fost capabil să realizeze un nou calcul al cantităţii de căldură produsă în Pământ prin dezintegrare radioacti-vă, arătând că este mai mare decât s-a crezut anterior. Cercetătorii afirmă că în viitor, experimentul ar fi capa-bil să măsoare cantităţile de elemente radioactive, cel

puţin din manta. Conform modelului Pământului cu siliciu în volum, majoritatea uraniului, thoriului și po-tasiului radioactiv din interiorul planetei noastre se află în crustă și manta. Calculul arată că 84% din volumul total al planetei noastre este dat de către manta, stratul uriaș format din rocă, aflat sub formă de sandwich între crustă și miezul Pământului. Căldura curge din interi-orul Pământului în spaţiu cu o rată de circa 47 TW, dar încă constituie un mare mister pentru geofizicieni, cât de multă căldură se datorează de la momentul când s-a format Pământul și cât de multă provine de la lanţurile de dezintegrare radioactivă ale uraniului-238, thoriu-lui-232 și potasiului-40. Detalii în Physical Review D.

OBITUARIAAlexandru Mihul

Joi 5 noiembrie a încetat din viață Profesorul Dr. Docent Alexandru Mihul. Înmormântarea a avut loc la Cimitirul Cernica sâmbătă 14 noiembrie ora 12.

Profesorul A. Mihul a fost Șeful Secției de Fizica Energiilor Înalte din IFA. Profesorul A. Mihul are me-rite excepționale în organizarea Fizicii Energiilor Înalte în România, fiind inițiatorul unor colaborări importan-te cu Dubna, CERN, Perugia, NASA și multe alte labo-ratoare importante din lume. În Laboratorul condus de Academicianul Vladimir Veksler de la DUBNA, a fă-cut parte din grupul de cercetători care au descoperit particula Anti-Sigma-Minus. A efectuat stagii de lucru la CERN, a fost director știintific la IUCN. Profesorul A. Mihul a predat generațiilor de studenți de la facultatea de Fizică, Universitatea București, Fizica Particulelor Elementare, a condus doctorate în domeniu. Profesorul A. Mihul este coautor la 292 lucrări științifice și are un indice Hirsh 43.

* * *Mult stimate profesor Zamfir,Am aflat cu adâncă durere vestea dispariției Domnului Alexandru Mihul. În numele direcției și al colectivului

internațional al IUCN îmi exprim sincere condoleanțe Dvs. și întregii comunități științifice românești în legătură cu această pierdere ireparabilă.

Alexandru Mihul a fost o personaltate simbol la Dubna. Fiind unul dintre primii angajați români ai instituției noastre internaționale inter-guvernamentale, el a fost co-autor al unei descoperi remarcabile făcută atunci cu aju-torul sincrofazotronului abia pus în funcțiune – particula antisigma-minus-hiperon. El a fost de două ori director adjunct al Institutului Unificat și, muncind în acest post, a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea Institu-tului nostru. Profesorul Al. Mihul a intrat trainic în istoria IUCN și va rămâne în ea pentru totdeauna.

El va rămâne în memoria noastră nu numai ca un mare specialist în domeniul fizicii nucleare și al fizicii par-ticulelor elementare, ca un cooordonator științific de succes, ci și ca o persoană uimitor de înțeleaptă și amabilă.

Vă rog să transmiteți condoleanțele sincere ale colectivului nostru internațional colegilor și familiei defunctului. Cu deosebită considerație,

V. A. Matveev, Director IUCN Dubna(Scrisoare trimisă în 16.11.2015)

Acad. Vladimir Veksler, Acad. Horia Hulubei și Prof. Alexandru Mihul


Physics WebRubrică îngrijită de Mircea Morariu

O nouă stare a materieiUn grup internaţional de cercetători a descoperit un nou tip de stare metalică a materiei, studiind un su-praconductor realizat din molecule de carbon-60 (buc-kyballs). Grupul a găsit noua stare după schimbarea distanţei dintre moleculele sferice de furellene vecine prin doparea materialului cu rubidiu. Studiul relevă că materialul are o combinaţie bogată de faze izolate, mag-netice, metalice și supraconductoare, incluzând o stare necunoscută până acum, pe care cercetătorii au numit-o metal Jahn-Teller. Condus de către Kosmas Prassides de la Tohoku University in Japan, studiul evidenţiază solu-ţii importante a modului în care jocul combinat dintre structura electronică a moleculelor și spaţierea din inte-riorul reţelei poate amplifica interacţiunile dintre elec-troni, ceea ce cauzează superconductivitatea. Supracon-ductorii sunt un grup mare și divers de materiale care prezintă rezistenţă zero pentru curenţi electrici atunci când sunt răciţi sub o temperatură critică (Tc). În timp ce supraconductivitatea include electroni de conducţie care formează perechi, mecanismul prin care acest lu-cru are loc nu este pe deplin înţeles în toate tipurile de supraconductori, în special în materialele de tempera-tură mai înaltă. Detalii în Science Advances.Nanoace de siliciuUn grup internaţional de cercetători (SUA, England) au descoperit nanoace de siliciu biocompatibile, care pot introduce eficient acizi nucleici și nanoparticule în celu-le biologice fără a le distruge. Acele poroase sunt capa-bile de a introduce aceste medicamente în celule vii care în mod normal sunt dificil de penetrat, iar tehnica ar putea contribui la repararea organelor distruse și a ner-vilor deterioraţi, dar, de asemenea, ar putea acţiona ca senzori pH intracelulari. Cercetătorii, cu baza la Impe-rial College of London și Houston Methodist Research Institute in Texas, au realizat nanoacele utilizând teh-nici fotolitografice. Structurile pot fi figurate pe cipuri de siliciu standard în diferite moduri, iar lungimea și lărgimea acelor poate fi, de asemenea, ajustată. Din cau-ză că sunt poroase, ele pot fi determinate să ia o cantita-te semnificativ mai mare de acid nucleic, nanoparticule și materiale terapeutice. Important, că siliciu poros din care sunt realizate este biocompatibil, spre deosebire de siliciul ordinar, și el părăsește corpul în circa două zile, fără a lăsa reziduri toxice. Detalii în ACS Nano.Lumina polarizată în spiraleOameni de știinţă din Regatul Unit au utilizat fascico-le de lumină polarizată în spirale pentru a crea figuri complicate pe suprafaţa metalelor. Realizarea constituie

primul succes de producere a acestor spirale logaritmice în laborator și cercetătorii afirmă că ele ar putea aduce o contribuţie valabilă la momentul unghiular al lumi-nii. Din punct de vedere practic, ele ar putea fi utilizate în imagistică și aplicaţii de stocarea datelor. Polarizarea luminii descrie relaţia dintre direcţia de propagare a luminii și direcţia în care oscilează câmpul electric al luminii. Polarizarea liniară implică oscilarea câmpului electric într-o direcţie fixată care este la unghiuri drepte faţă de propagare, în timp ce polarizarea circulară im-plică direcţia rotaţiei câmpului electric în jurul direcţiei de propagare. Polarizarea poate fi, de asemenea, mult mai complicată. În noua cercetare, Walter Perrie de la University of Liverpool și colegii conduși de către Jin-gle Ouyang au trecut un fascicol laser linear polarizat printr-un tip specializat de placă nanostructurată care rezultă la ieșire fie un fascicol vector radial polarizat, sau dacă este rotit la 900, un fascicol azimutal polari-zat. Punând placa la un unghi intermediar se produce superpoziţia celor două stări. Fascicolul rezultat este o spirală logaritmică care a fost descrisă pentru prima dată de către Descartes și este similară cu forma gala-xiilor spirale. Alternând orientarea plăcii, cercetătorii au putut controla proporţiile luminii radial și azimutal polarizată din fascicol. Aceste proprietăţi au fost prezise de către Franco Gon de la Università degli Studi Roma Tre în 2001, dar n-au putut fi observate înainte. Detalii în Optics Express.Gaz atomic frânează lumina în fibre opticeUn grup de fizicieni din Franţa și Austria au încetinit, pentru prima dată, lumina într-o fibră optică până la un punct mort virtual. Tehnica face uz de un efect numit transparenţă electromagnetic indusă, care are loc în mod normal în norii de gaze atomice. Descoperirea ar putea oferi o soluţie practică la problema supărătoare a mo-dului în care se construiesc memoriile cuantice pentru utilizarea în reţelele de informaţie cuantică. Încetinirea luminii a fost un domeniu activ de cercetare de la sfâr-șitul anilor 1990, când cercetătorii au descoperit că un laser de control reglat la o oarecare frecvenţă va excita un gaz de atomi într-o stare de energie în care atomii nu mai pot absorbi mai departe un semnal luminos de la o altă sursă. Când laserul de control este oprit, atomii pot absorbi lumina, făcând materialul opac la semnal. Când laserul este pornit, nici un fel de lumină nu poate fi ab-sorbită și gazul devine transparent la semnal. Aceasta este transparenţa electromagnetic indusă, dar există ceva mai mult de atât. În 2001, cercetătorii au descope-rit că, dacă laserul de control este oprit în timp ce sem-nalul de lumină este în gaz, semnalul ar putea fi adus la un punct mort pentru o fracţiune de secundă. Apoi semnalul își va relua mișcarea când controlul este reluat din nou. Detalii în Physical Review Letters.


Pereche de electroni fără supraconductivitateUn grup de fizicieni din SUA (Jeremy Levy de la Uni-versity of Pittsburgh și Pittsburgh Quantum Institute, ambele din Pennsylvania, și colegii) a pus în evidenţă pentru prima dată pereche de electroni fără supracon-ductibilitate. Confirmând o predicţie din 1969, perechi-le de electroni au fost observate în titanat de stronţiu utilizând un tranzistor cu un singur electron. Într-un supraconductor convenţional, electronii cu semn opus se adună împreună pentru a forma perechile Cooper, care trec prin reţeaua atomică fără împrăștiere. Această interacţiune are loc din cauza prezenţei unui electron atras de către ionii pozitivi din reţea, iar acesta la rândul lui atrage următorul electron. Aceste perechi interacţi-onează una cu alta pentru a forma un condens din care electronii individuali nu pot fi ușor împrăștiaţi. Grupul amintit a pus în evidenţă electroni împerechiaţi la tem-peraturi mult deasupra TC, iar pentru aceasta a fabricat tranzistori de un singur electron la interfaţa dintre ti-tanatului de stronţiu și un strat de aluminat de lantan. Detalii în Nature.Îmbunătăţirea terapiei cu protoniÎn timp ce terapia cu protoni este o modalitate foarte promiţătoare pentru tratarea cancerului, cercetătorii nu sunt atât de convinși că fascicolele își ating într-adevăr ţinta lor. Dilema ar putea avea un răspuns utilizând to-mografia cu emisie de pozitroni, dar trebuie făcută ime-diat după ce terapia a fost efectuată, înainte ca radioac-tivitatea din interiorul pacientului să se dezintegreze și să devină deformată prin „eliminare” biologică. Recent, cercetători din SUA au dezvoltat o extrapolare mai pre-cisă a distribuţiilor radioizotopice la momentul iradierii utilizând un model cinetic aplicat la baleierile tomogra-fiei cu emisie de pozitroni dinamice imediat după ira-diere. Conform cercetătorilor, realizarea lor contribuie cu o alternativă specifică fiecărui pacient la „factorii de eliminare” generici derivaţi din studiul animalelor, care au acurateţe limitată. Terapia cu protoni face uz de fasci-cole de protoni extrem de precise, care sunt direcţionate spre tumori pentru a le distruge, în timp ce evită orice ţesut înconjurător sănătos. Tomografia cu emisie de po-zitroni promite verificarea expunerii la terapia cu pro-toni, prin imagistica emiţătorilor de pozitroni generaţi de un fascicol de protoni. Detalii în International Journal of Radiation Oncology Biology PhysicsConductanţa electrică a atomilor individualiOameni de știinţă din Japonia (University of Tokyo) au măsurat conductanţa electrică la diferite locaţii pe atomi individuali. Experimentul a inclus adăugarea și îndepărtarea electronilor de la atomi pe o suprafaţă uti-lizând un microscop de tunelare cu scanare. Tehnica ar putea fi utilizată la măsurarea distribuţiei de sarcină în supraconductori, ca și pentru studierea interacţiunilor

magnetice pe scale de lungime foarte mică. Microscopul de tunelare cu scanare construiește o imagine a unei suprafeţe prin utilizarea unei extremităţi atomic ascu-ţită pentru a injecta sau a extrage sarcină electronică. Extremitatea a scanat de-a lungul suprafeţei la o înăl-ţime mai mică de 1 nm, iar poziţia extremităţii poate fi controlată în 3D cu precizie picometrică. Ca rezultat, microscoapele de tunelare cu scanare pot produce ima-gini ale atomilor individuali pe suprafeţe și au fost, de asemenea, utilizate la măsurarea fenomenelor la scară atomică cum ar fi cuantificarea conductanţei. Grupul oamenilor de știinţă japonezi a utilizat un microscop de tunelare cu scanare de ultimă generaţie pentru a studia suprafaţa unui cablu într-un vid ultraînalt și la câteva grade deasupra lui zero absolut. Ei au descoperit că, atunci când distanţa dintre ac și suprafaţă a fost relativ mare (circa 100 pm), conductanţa a scăzut exponenţial cu această distanţă. Aceasta este exact ce s-a așteptat de la un curent electric creat prin tunelare cuantică. De asemenea, aceeași scădere a fost măsurată când acul s-a găsit direct deasupra unui atom și când el s-a găsit dea-supra unui gol dintre doi sau mai mulţi atomi. Detalii în Physical Review Letters.Circuite logice create cu picături lichideCercetători din SUA au creat circuite logice fundamen-tale complete într-un calculator, utilizând picături mul-tiple ale unui fluid magnetic. Circuitele sunt realizate pe baza interacţiunii picăturilor care se mișcă printr-o matrice de piste interconectate, în timp ce se află sub influenţa unui câmp magnetic aplicat. În timp ce cal-culatoarele electronice procesează informaţia abstractă, este de multe ori cazul ca ultima lor funcţie să controle-ze un sistem fizic real, cum ar fi un proces de fabricare. Recent, Manu Prakash și colegii de la Stanford Univer-sity in California au creat un sistem care combină con-trolul atât a informaţiei, cât și al obiectului în același timp. Circuitele lor se bazează pe picături de apă care conţin nanoparticule magnetice, care sunt presate între un strat subţire de ulei și o piesă de sticlă încastrată cu piste de fier. Detalii în Nature Physics.Grafenul ca filamentUn grup internaţional de cercetători a creat prima sur-să de lumină vizibilă pe cip, care utilizează grafenul ca filament. Grupul a descoperit că benzi mici de grafen suspendate liber, atașate la electrozi metalici, pot atin-ge temperaturi până la 2800 K, permiţându-le să emită lumină vizibilă. Cercetarea, încă din fază preliminară, deschide chestiuni știinţifice care trezesc curiozitatea, precum și posibile aplicaţii ale ecranelor flexibile, trans-parente, subţiri de dimensiune atomică și interconec-tări optice cu circuite electronice. Generarea luminii pe suprafaţa unui cip este cheia dezvoltării circuitelor foto-nice complet integrate care ar utiliza, în teorie, lumina


pentru a transporta informaţia. În multe moduri, noua sursă de lumină funcţionează asemenea unui bec elec-tric incandescent, care luminează, deoarece filamentul său sub formă de fir este încălzit la temperaturi înalte cu ajutorul unui curent electric. Printe alte proprietăţi remarcabile, grafenul este cunoscut pentru conduc-tivitatea sa termică foarte mare și deci nu ar fi posibil să-l încălzești până la a lumina în spectrul vizibil, dar norocul face ca conductivitatea termică a grafenului să scadă dramatic la temperaturi înalte. Detalii în Nature Nanotechnology.Spectrometru realizat din doturi cuanticeJie Bao de la Tsinghua University din China și Moungi Bawendi de la Massachusetts Institute of Technology din SUA au realizat primul spectrometru din doturi cuantice. Conform inventatorilor, instrumentul ar pu-tea fi produs comercial pentru a fi așa de mic, ieftin și simplu ca o cameră foto mobilă. Astfel de spectrometre compacte și-ar putea găsi o gamă largă de aplicaţii, de la culegerea de date știinţifice din misiunile spaţiale până la senzori integraţi în dispozitivele gospodărești. Bao și Bawendi au abordat o cale diferită, utilizând doturile cuantice pentru a crea un aranjament de filtre trece-bandă pentru ca lumina să le treacă înainte ca să ajungă la un detector sensibil la poziţie. Detalii în Nature.Suprafeţe de oţel superalunecoasePielea alunecoasă a două tipuri de reptile, pitonul-bilă (pitonul regal) și un tip de șopârlă cunoscută ca șopâr-la sandfish, a inspirat cercetătorii pentru a crea un nou tip de material biomimetic superalunecos. Prin grava-rea figurilor similare cu cele găsite pe aceste creaturi, pe suprafaţa oţelului, Christian Greiner și Michael Schäfer de la Karlsruhe Institute of Technology, Germania, au izbutit să reducă frecarea cu până la 40%. Cercetătorii afirmă că realizarea lor ar putea contribui la minimali-zarea frecării în dispozitivele mecanice minuscule unde lubrifianţii nu pot fi utilizaţi. Cercetătorii au creat figu-rile inspirate din pielea reptilelor pe suprafeţe de oţel netede de 7,5 mm în diametru utilizând o tehnică nu-mită texturare de suprafaţă cu laser. Detalii în Bioinspi-ration & Biomimetics.Cipuri de 7 nm pentru calculatorOameni de știinţă de la IBM Research au realizat pri-mele cipuri lucrative prototip pentru calculator cu ca-racteristici de circuit, cu dimensiunea de 7 nm. Această realizare s-a atins pas cu pas în colaborare cu Global Foundries, Samsung și cercetători de la SUNY Polytech-nic Institute Colleges of Nanoscale Science and Engine-ering. Caracteristicile cheie ale cipurilor au fost realizate utilizând siliciu-germaniu, în loc de siliciu convenţio-nal. Noua tehnologie ar putea face posibil, în curând, depunerea a 20 miliarde de tranzistori pe un singur cip, dublu decât este posibil în acest moment.

Descoperirea a doi pentaquarciFizicieni care lucrează la experimentul LHCb pe Lar-ge Hadron Collinder (LHC) la CERN au descoperit cea mai bună dovadă a existenţei unui nou tip de particulă numită pentaquarc. Conţinând cinci quarci legaţi, pen-taquarcii au fost preziși că există încă din anii 1970 și dovada existenţei lor a venit de la diferite laboratoare în anii 2000, pentru a fi contrazisă de experimente re-alizate în altă parte. Această ultimă dovadă de la LHCb este foarte puternică, datele nu dezvăluie exact modul în care cei cinci quarci sunt legaţi împreună, ceea ce va constitui subiectul altor studii la CERN. Majoritatea ha-dronilor sunt fie mezoni, care conţin un quarc și un an-tiquarc, fie barioni, care comprimă trei quarci. Un pro-ton conţine doi quarci “up” și un quarc “down”, în timp ce un kaon pozitiv conţine un quarc “up” și un antiquarc “strange”. Dar teoria interacțiilor tari, cromodinamica cuantică, permite alte tipuri de barioni, prevăzând că numărul de quarci minus numărul de antiquarci este un multiplu de trei. În particular, ea permite particule care conţin patru quarci și un antiquarc. În anii 2000 diferite grupuri internaţionale de fizicieni au raportat observarea pentaquarcilor, majoritatea cu mase în do-meniul 1520 - 1560 MeV/c2, dar apoi alte grupuri au infirmat dovezile găsite pentru acești pentaquarci. Fizi-cienii de la LHCb au găsit o dovadă imperioasă pentru existenţa pentaquarcilor, cu masa mult mai mare, de circa 4400 MeV/c2. Detalii în Physical Review Letters.Cip optic universalUn grup de fizicieni din Regatul Unit (University of Bristol) a realizat un circuit fotonic programabil care poate fi utilizat la efectuarea a orice fel de operaţie op-tică liniară. Cercetătorii afirmă că dispozitivul oferă o dovadă experimentală a unei teorii vechi din informa-ţia cuantică și ar putea contribui rapid la dezvoltarea calculatoarelor cuantice fotonice, precum și la stabilirea diferenţei dintre calculatoarele cuantice și cele clasice. Cercetarea bazată pe lucrarea din 1897 a matematici-anului german Adolf Hurwitz, care a arătat modul în care o matrice de numere complexe, cunoscută ca ope-rator unitar, poate fi construită din matrice mai mici de 2 x 2. Un operator unitar oferă o descriere matematică a unui circuit optic liniar. Acesta este orice circuit care utilizează componente optice destul de standard, astfel ca oglinzi, oglinzi semiargintate și schimbători de fază, pentru a dirija fotonii și a-i face să interfereze unul cu altul. Operatorul are tot atâtea rânduri, câte porţi de ieșire există și tot atâtea coloane, câte porţi de intrare există. Cu doar un foton în circuit, probabilitatea ca el să traverseze de la o intrare oarecare la o ieșire oarecare este dată de pătratul intrării corespunzătoare a matri-cei. În 1994, Anton Zeilinger, care lucra la University of Innsbruck din Austria și colegii săi au demonstrat


teoretic că, deoarece matricele de 2 x 2 pot descrie com-ponentele utilizate în circuitele optice liniare, astfel de componente pot fi configurate să reproducă orice opera-tor unitar. Mai recent, Anthony Laing de la University of Bristol a realizat că prin construirea unui dispozitiv capabil să reproducă orice operator unitar, ar fi posibil ca acel singur dispozitiv să efectueze orice experiment de optică liniară pe același număr de porţi de intrare și de ieșire, ceea ce Laing și colegii au și construit și pus în operaţie. Detalii în Science.Realizarea unui metastratCercetători din Finlanda și Belarus au produs un metas-trat care este extrem de eficient la absorbirea radiaţiei electromagnetice într-o bandă foarte îngustă de lun-gimi de undă, în timp ce rămâne transparent oriunde în spectru. El este realizat prin simpla plasare de spi-rale de sârmă în locaţii strategice peste tot în material, astfel că spiralele absorb și disipează energia conţinută atât în câmpurile electric, cât și magnetic. Metastratul lucrează pentru radiaţia de microunde și ar putea fi util la realizarea detectorilor de radiaţie, dispozitivele de te-lecomunicaţii, sistemele de captare de energie și chiar dispozitive antiradar. În principiu, metastratul ar putea fi modificat pentru a lucra în lumina vizibilă. Detalii în Physical Review X.Fermioni WeylTrei grupuri independente de fizicieni au adus dovada existenţei particulelor numite fermioni Weyl în două materiale solide foarte diferite. Preziși pentru prima dată în 1929, fermionii Weyl (denumiţi astfel după ma-tematicianul german Hermann Weyl, ca o altă soluţie a ecuaţiei Dirac) au proprietăţi unice care i-ar putea face utili la realizarea circuitelor electronice de viteză mare și la calculatoarele cuantice. Grupul condus de către Za-hid Hasan de la Princeton University a găsit dovada că fermionii Weyl există ca și cuasiparticule, excitări colec-tive ale electronilor, în semimetalul arsenură de tantal (TaAs). Un grup de cercetare independent, Hongming Weng și colegii de la Chinese Academy of Sciences au adus dovada tot în TaAs utilizând arce Fermi. În fine, al treilea grup de la Massachusetts Institute of Technolo-gy și Zhejiang University of China au adus dovada exis-tenţei fermionilor Weyl într-un material foarte diferit, un cristal fotonic “double-gyroid”.Bacteriile şi superfluiditateaConform unor cercetători din Franţa, unele tipuri de bacterii care înoată pot coborî vâscozitatea unui lichid ordinar, uneori transformându-l într-un superfluid. Grupul a studiat modul în care mișcarea colectivă de înot a bacteriilor poate altera substanţial proprietăţile hidrodinamice ale fluidului. În unele cazuri, schimba-rea este așa de mare, încât bacteriile foarte active creea-ză un lichid cu “vâscozitate negativă” și sunt apoi duse

de lichidul însuși. Cercetătorii sugerează că energia de la astfel de suspensii de bacterii ar putea fi utilizată pen-tru a pune în mișcare motoare mecanice minuscule în sisteme microfluidice. Detalii în Physical Review Letters.Spinii electronici depăşesc femtosecundaMăsurători efectuate de către cercetători din Elveţia au arătat că electronii dintr-o moleculă pe bază de fier au fost observaţi trecând între patru stări de spin diferite în mai puţin de 50 fs (5 x 10-14 s), care este cea mai rapidă observare a unei astfel de tranziţii. Cercetătorii afirmă că viteza tranziţiei confirmă că electronii sar direct de la starea de spin coborâtă iniţială la starea de spin înaltă finală fără a trece prin alte stări intermediare. Un nou model teoretic este necesar pentru a descrie astfel de tranziţii rapide, iar descoperirea lor are implicaţii asu-pra viitoarelor dispozitive bazate pe spinul electronului. Electronii în atomi, molecule și solide există în diferite stări de spin și electronii pot face tranziţii între aceste stări. Spintronica face uz de astfel de stări pentru a pro-cesa și stoca informaţia și are potenţial de a lansa dis-pozitive care sunt mai mici și mult mai eficiente ener-getic decât electronica convenţională. Aceste stări sunt cuanto-mecanice în natură și deci ar putea fi utilizate ca blocuri construite pentru calculatoarele cuantice, care ar putea depăși ca performanţe calculatoarele convenţi-onale, în multe privinţe. Dar înainte ca potenţialul total al spintronicii să poată fi realizat, cercetătorii au nevoie să câștige o mai bună înţelegere a naturii tranziţiilor de spin. Complecșii de fier (II) sunt molecule cu un atom de fier care-și împarte cei doi electroni cu alţi atomi din moleculă. Acești complecși ar putea juca un rol impor-tant în spintronică, deoarece spinii lor electronici sunt capabili să traverseze peste patru stări de spin. Această caracteristică este deosebită de majoritatea materiale-lor, în care spinul electronului se va deplasa doar prin una sau două stări. Abilitatea de a trece prin patru stări de spin determină ca aceste materiale să fie, potenţial, utilizabile în multe aplicaţii ale spintronicii, inclusiv stocarea datelor magneto-optice. Detalii în Nature Che-mistry.Tranzistori extensibili de grafenCercetători din SUA (Paul McEuen și colegii de la Cor-nell University in Ithaca, New York) au realizat un tran-zistor extensibil și flexibil, aplicând principiile kirigami, arta japoneză a tăierii hârtiei, la grafen. Cercetătorii au realizat, de asemenea, articulaţii și piramide minuscule bazate pe grafen și ei au destăinuit și că ar putea redu-ce dimensiunile dispozitivelor lor la scară nanometrică. Grupul a arătat, de asemenea, că dispozitivele curente la scară micrometrică ar putea fi utilizate pentru electro-nica biocompatibilă, incluzând probe pentru studiul ne-uronilor. Grupul a utilizat un fascicol laser în infraroșu pentru a presa pe un tampon de aur, plasat la extremita-


tea unei console de grafen care este de circa 10 µm lun-gime. Măsurând deplasarea ca răspuns la forţa cunos-cută a fotonilor laser, au calculat rigiditatea la îndoire a materialului. De asemenea, au monitorizat oscilaţiile termice ale unei console de grafen și au calculat rigidi-tatea din amplitudinea de oscilaţie. Detalii în Nature.Rezervor de atomi ultrareciFizicieni din Germania și Danemarca (Jan Mahnke și colegii de la Leibniz Universität Hannover și Aarhus Universitet) au realizat un rezervor de atomi ultrareci care este plin la refuz în mod continuu. Sistemul poate stoca 38 milioane de atomi de rubidiu la o temperatură de 102 µK, iar grupul afirmă că ar putea fi adaptat să lucreze pentru o gamă largă de particule și metode de captare. Aplicaţiile rezervorului includ utilizarea ato-milor reci în sisteme de metrologie și pentru a răci alte gaze sau chiar obiecte de dimensiuni foarte mici. Gazele de atomi și molecule ultrareci sunt utilizate într-o gamă largă de aplicaţii, incluzând ceasurile atomice și simu-larea efectelor cuantice în materiale solide. În timp ce fizicienii au parcurs un drum lung în dezvoltarea și per-fecţionarea tehnicilor pentru răcirea gazelor la tempera-turi coborâte până la 50 pK, există sisteme “one-shot” în care gazul este răcit în izolare și apoi atomii sunt puși în mișcare până când sunt evacuaţi sub formă de fascicole sau gazul este epuizat prin efectuarea unei măsurători. În unele cazuri, gazul ar putea fi utilizat pentru a menţi-ne un rezervor continuu de atomi ultrareci, care apoi ar putea fi folosit la realizarea de metrologie continuă sau pentru a răci alte sisteme. Grupul amintit a creat un re-zervor pompat continuu de atomi ultrareci care este in-tegrat cu un dispozitiv în formă de L, care este realizat dintr-un bloc de cupru de câţiva centimetri ca dimensi-une. Procesul de răcire începe într-un dispozitiv separat care funcţionează ca o trapă magneto-optică 2D. Acesta utilizează fascicole laser și câmpuri magnetice pentru a răci și a ghida circa 10 miliarde de atomi de rubidiu-87 la temperaturi de 25 µK. Unii dintre acești atomi sunt apoi transferaţi la primul etaj al dispozitivului rezervor, care este o trapă magneto-optică 3D, care poate stoca circa 2 miliarde de atomi. Detalii în Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics.Cuprul devine magneticStraturi subţiri din două metale nemagnetice, cupru sau mangan, devin magneţi atunci când ele sunt în contact cu molecule sferice de fullerene (buckyballs sau buck-minsterballs). Această descoperire a fost făcută de către fizicieni din Regatul Unit, SUA și Elveţia și ar putea con-duce la noi tipuri de dispozitive electronice practice și chiar calculatoare cuantice. Feromagneţii sunt materia-le care au momente magnetice permanente. Există doar trei metale care sunt feromagnetice la temperatura ca-merei, fierul, nichelul și cobaltul, și acest fapt este expli-cat în termenii „criteriului Stoner”, elaborat prima dată în 1938 la University of Leeds de către Edmund Sto-

ner. Stoner cunoștea că magnetismul în metale este o proprietate a electronilor de conducţie. Acești electroni sunt supuși la interacţiunea de schimb care le permite să-și reducă energia lor prin alinierea momentelor lor magnetice de spin în aceeași direcţie, creând astfel un metal feromagnetic. Faptul că spinii punctuali sunt în aceeași direcţie, crește energia cinetică generală a elec-tronilor. Stoner a realizat că feromagnetismul va avea loc numai atunci când reducerea energiei cauzată de schimb este mai mare decât câștigul în energie cinetică. Cantitativ, el a arătat că acest lucru are loc atunci când produsul densităţii de stări a electronilor (DOS), numă-rul de stări energetice disponibile electronilor și inten-sitatea interacţiunii de schimb (notată cu U și numită criteriul Stoner) este mai mare decât unitatea. Grupul internaţional amintit a găsit modul în care să măreas-că DOS și interacţiunea de schimb în cupru și mangan, astfel încât ele să devină feromagnetice la temperatura camerei. Detalii în Nature.Ceasuri cuantice şi relativitatea generalăFizicieni din Israel au descoperit un nou mod de a proba intersectarea dintre mecanica cuantică și teoria genera-lă a relativităţii a lui Einstein, utilizând interferometria. Cercetătorii au dezvoltat un ceas “self-interfering” care comprimă două stări de spin atomice aduse într-o su-perpoziţie cuantică. Cercetătorii speră că experimentul lor va oferi o nouă înţelegere la studiul timpului, care joacă un rol combinat între mecanica cuantică și rela-tivitate și, în particular, va avea un rol privind modul în care gravitaţia distruge coerenţa unui sistem cuantic. Detalii în Science.Mişcarea particulelor minuscule şi non-gravitaţiaCercetători din SUA au raportat prima observare direc-tă a interacţiunii individuale dintre granule submilime-trice încărcate electric. Experimentele au fost realizate în condiţii de imitare, prezente atunci când planetele se formează pentru prima dată și relevă că particulele se atrag și se resping una pe alta prin forţe electrostatice. Particulele se combină, de asemenea, adesea prin cioc-niri multiple pentru a forma aglomerări cu configuraţii asemenea moleculei. Înţelegerea modului în care inter-acţionează particulele fine este fundamentală într-o va-rietate de situaţii, incluzând creșterea prafului interste-lar în timpul formării planetare, aglomerarea biomole-culelor în procesele industriale și coagularea poluanţilor existenţi în mod haotic în aer. Se crede că interacţiunile electrostatice de lungă distanţă joacă un rol important în interacţiunea particulelor minuscule, uneori consti-tuind cauza ca particulele să se acumuleze într-o masă mai mare. Particulele pot fi ele însele chimic neutre, dar pot câștiga sarcini pozitive sau negative mari prin freca-re în timpul evenimentelor de ciocnire. Dar modul exact cum afectează forţele electrostatice procesul de agregare


nu este bine înţeles, deoarece experimentele trebuie să fie realizate în absenţa gravitaţiei. Recent, Victor Lee și colegii de la University of Chicago au descoperit un nou aranjament experimental care minimalizează efectul gravitaţiei, observând particulele în cădere liberă într-o cameră vidată de 3m înăţime. Detalii în Nature Physics.Forma pupilei ochiului pentru prădător şi pradăStudiind ochii a 214 specii s-a realizat o legătură între forma pupilei și comportamentul de hrănire al anima-lelor. Modelând modul în care pupilele diferite ca formă colectează lumina, cercetătorii din Regatul Unit și SUA au argumentat că forma unei pupile de animal, apertu-ra prin care lumina intră în ochi, este legată de tipul de animal, prădător sau pradă. Studiul relevă că animale-le ierbivore ca pradă, astfel ca cerbul (căprioara) și ze-bra sunt de natură să aibă pupile orizontale, în timp ce prădătorii care vânează activ în timpul zilei, cum sunt gheparzii și coioţii, uzual au pupile circulare. Mai mult, animalele care vânează noaptea sau atât noaptea, cât și ziua, tind să aibă pupile verticale. Acest grup verti-cal include câteva vulpi, pisici și șerpi. Detalii în Science Advances.Surpriză la observarea creşterii quasicristalelorPrimele “mișcări” ale creșterii quasicristalelor relevă că un proces neașteptat de corecţie de eroare este inclus la crearea structurilor curioase. Imaginile de înaltă rezolu-ţie obţinute de către fizicieni de la University of Tokyo sugerează că interacţiunile de distanţă scurtă domină procesul de formare a quasicristalelor, mai degrabă de-cât interacţiunile de lungă distanţă, așa cum s-a crezut până acum. Cristalele convenţionale sunt caracteriza-te prin repetarea celulelor unitate ale atomilor, care se combină pentru a crea o structură cristalină simplă cu simetrie de translaţie. Astfel de cristale cresc prin inter-acţiuni locale, de distanţă scurtă între celulele unitate, deoarece creșterea constă din repetarea simplă a unei singure configuraţii. Quasicristalele, pe de altă parte, pot fi modelate din două celule unitate, numite plăci Penrose, care se repetă într-un mod mult mai complicat pentru a crea o structură, care are simetrie de rotaţie, dar lipsește simetria de translaţie. Creșterea quasicri-stalelor pare a necesita ca atomii să aibă unul cu altul interacţiuni nelocale, de distanţă lungă, pentru a crea aceste figuri complexe, care nu au o explicare fizică. Pro-blema este că fiecare aglomerare atomică dintr-un qua-sicristal ar furniza informaţie doar despre vecinii săi cei mai apropiaţi și deci lipsește informaţia de distanţă lungă pentru ca figurile quasicristaline să se formeze. Quasicristalele au fost descoperite în 1984 de către Da-niel Shechtman, care a și primit Premiul Nobel pentru Chimie în 2011. Keiichi Edagawa și grupul său au uti-lizat un microscop electronic de transmisie de înaltă rezoluţie pentru observarea directă a creșterii unui qua-

sicristal care este un aliaj de aluminiu, nichel și cobalt. Detalii în Physical Review Letters.Polaritatea legăturilor chimice individualeCercetători din Europa (Elveţia, Germania) au descope-rit o nouă tehnică cu microscop de forţă atomică, care ar permite utilizări de detectare și întocmire de hărţi ale distribuţiei de sarcină din interiorul moleculelor. Grupul a utilizat metoda pentru a demonstra diferen-ţa polarităţii legăturii între două molecule structural identice, dar distincte chimic. Grupul speră că tehnica ar putea într-o zi să fie utilizată pentru întocmirea unei hărţi a mișcării sarcinii în interiorul materialelor foto-voltaice, ceea ce ar contribui la îmbunătăţirea celulelor solare. Detalii în Physical Review Letters.Semiconductori subţiri trec prin tranziţia MottUn grup de cercetători, condus de către Tony Heinz, de la Columbia University din New York și Stanford Uni-versity din California, SUA, au controlat cu succes răs-punsul optic al materialelor subţiri, de grosimea cîtorva atomi, pe scale de timp foarte scurte. Acest succes va aduce o contribuţie la înţelegerea fenomenelor many-body în materiale cu dimensiuni reduse și va ajuta la dezvoltarea dispozitivelor fotonice, cum ar fi emiţătorii de lumină și laserele realizate din noi metale de tran-ziţie 2D. Grupul amintit a studiat materialul 2D, sele-nură de wolfram (WS2). Acest semiconductor aparţine familiei dicalcogenidelor cu metal de tranziţie, care au formula chimică MX2, unde M este un metal de tranzi-ţie (cum ar fi Mo sau W) și X este un calcogen (cum ar fi S, Se sau Te). Materialele se întind de la semiconductori cu bandă interzisă indirectă, în volum, la semiconduc-tori cu bandă interzisă directă, în scala de grosime spre monostrat. Aceste monostraturi absorb și emit eficient lumina și și-ar putea găsi utilizare într-o varietate de aplicaţii de dispozitive optoelectronice, cum ar fi diode-le emiţătoare de lumină, lasere, fotodetectori și celule solare. Dicalcogenidele cu metal de tranziţie ar putea fi utilizate pentru a realiza circuite pentru electronica de joasă putere, afișaje cu preţ redus sau flexibile, senzori și chiar electronică flexibilă care poate acoperi o varietate de suprafeţe. Detalii în Nature Photonics.Supraconductor la 203 KConform unei lucrări recente a unor fizicieni din Ger-mania (Max Planck Institute for Chemistry din Mainz și Johannes Gutenberg University Maintz) hidrogenul sulfurat devine supraconductor la o temperatură sur-prinzător de ridicată de 203 K ( - 700C ), cînd este supus la o presiune de 1,5 milioane bari. Această descoperire depășește pentru prima dată recordul anterior pentru supraconductibilitatea convenţională de – 89,20C sau 184 K. Cercetătorii afirmă că descoperirea ar putea fi un pas important spre supraconductibilitatea la tempera-tura camerei. Detalii în Nature.


Fotoni singulari sesizează luminaFizicieni din Canada (Aephraim Steinberg și colegii de la University of Toronto) au descoperit un nou truc care este capabil să determine fotonii să interacţioneze unul cu altul. Utilizând un gaz ultrarăcit de atomi de rubi-diu, cercetătorii au arătat că un singur foton poate avea un efect măsurabil asupra stării unui fascicol de fotoni separat. Ei afirmă că rezultatul marchează un pas im-portant pe direcţia dezvoltării calculatoarelor cuantice care codează informaţia utilizând mai degrabă lumina, decât materia. În multe moduri, fotonii sunt ideali ca purtători de date pentru sistemele de informaţie cuan-tică, dar, dată fiind lipsa lor de sarcină, ei nu interacţio-nează unul cu altul. Aceasta este o problemă specială în dezvoltarea calculatoarelor cuantice, porţile logice utili-zate în calculatoarele clasice și cuantice cer ca entităţile de biţi codaţi să interacţioneze una cu alta. Detalii în Nature Physics.Asupra predicţiei cutremurelor de pământConform unei noi lucrări realizate de către cercetători din Coreea, o analiză combinată a concentraţiei de ra-don și a izotopilor săi radioactivi, numiţi “toron” poate, potenţial, permite predicţia cutremurelor de Pământ iminente, fără interferenţa altor procese înconjurătoa-re. Grupul a monitorizat concentraţiile ambilor izotopi, timp de circa un an și au observat picuri neobișnuit de mari în concentraţia de toron doar în Februarie 2011, înaintea cutremurului Tohoku din Japonia, în timp ce picuri de radon mari au fost observate atât în Februarie, cât și în vară. Bazându-se pe analiza lor, cercetătorii su-gerează că picurile anormale observate în acea lună au fost semnale precursoare legate de acel cutremur care a avut loc în luna următoare. Predicţia cutremurelor de pământ rămâne o mare provocare pentru geofizicieni, iar o metodă adesea propusă, dar puternic contestată, pentru prezicerea cutremurelor se învârtește în jurul detecţiei cantităţilor anormale de urme de diferite gaze în sol sau ape de adâncime. Acestea, se crede că sunt eliberate prin tensiune preseismică și microfracturi a rocilor în perioada imediat dinaintea unui cutremur de pământ. Detalii în Scientific Reports.Grafenul şi difracţia luminiiUn grup internaţional (Austria, Israel) de cercetători au creat o varietate de reţele de difracţie nanomecanice ultrasubţiri care au fost fasonate din grafen. Grupul a intenţionat să reducă grosimea unor astfel de reţele de difracţie la ultima limită fizică, cea a unui singur atom. Cercetătorii afirmă că reţelele lor de difracţie din grafen sunt de 10 ori mai subţiri decât cele anterioare pentru fascicole de atomi, molecule sau aglomerări și sunt chiar cu patru ordine de mărime mai subţiri decât grosimea unei reţele laser tipice. Deoarece mecanica cuantică per-mite ca o particulă să aibă simultan o natură de undă

și o natură de particulă, interferometria undă-materie este un mod esenţial de a studia natura fundamentală a unei astfel de particule și de a efectua măsurători preci-se. Există două tipuri de bază a grilelor pentru fascicole utilizate în interferometrie: grile de fascicol de ampli-tudine, care se bazează pe reculul fotonului și sunt in-dependente de poziţia particulei, și grile de fascicol de front de undă, care despică frontul de undă. Detalii în Nature Nanotechnology.Experiment de violare a inegalităţii BellFizicieni din Olanda, Spania și Regatul Unit revendică realizarea primei măsurători fără dubiu a violării ine-galităţii Bell de către un sistem cuantic. Experimentul lor include entanglarea spinilor din diamant separaţi la distanţa de 1,28 km și apoi măsurând corelaţiile dintre spini. Separarea mare dintre diamante și ușurinţa rela-tivă cu care spinii pot fi măsuraţi asigură că experimen-tul a fost realizat și rezultatul confirmă existenţa unui așa-zis concept bizar de corelare cuantică (entangle-ment). Noțiunea de corelare cuantică a apărut în 1935 când Albert Einstein, Boris Podolsky și Nathan Rosen au arătat că două particule cuantice, cum ar fi electro-nii, pot fi într-o stare în care o măsurătoare asupra unei particule afectează instantaneu pe cealaltă, indiferent de cât de departe sunt una de cealaltă. Acest paradox aparent este în contradicţie cu ceea ce știm din fizica clasică, deoarece s-ar cere ca informaţia să călătorească mai repede decât viteza luminii. Această relaţie dintre particule a fost numită ulterior entanglement și urmă-toarea cercetare a arătat că entaglementul poate fi de-terminat prin observarea corelaţiilor dintre măsurători efectuate pe cele două particule, cum ar fi direcţia în care cei doi electroni au spinul. Particulele entanglate au corelaţii mult mai puternice decât sunt cele permise în fizica clasică, o proprietate care poate fi exploatată în calculatoarele cuantice și alte tehnologii cuantice.Tranziţie de fază în creier la anestezieOameni de știinţă din SUA au ajuns la concluzia că pro-cesul pierderii cunoștinţei la anestezia generală ar pu-tea include o tranziţie de fază în creier. Ei au dezvoltat un nou model matematic al modului în care neuronii creierului interacţionează unul cu celălalt. Modelul arată modul în care o reducere mică a transferului de informaţie dintre neuroni poate aduce o pierdere brus-că a cunoștinţei și, de asemenea, reproduce multe din schimbările activităţii electrice a creierului observate în timpul anesteziei. Anestezicele sunt o rutină în timpul procedurilor medicale, încât este o surpriză că oamenii de știinţă nu înţeleg în totalitate modul în care ele ca-uzează unui pacient pierderea cunoștinţei. Monitoriza-rea unui nivel de cunoștinţă a unei persoane în timp ce i se dă un anestezic se bazează, în general, pe măsurarea undelor creierului acelei persoane. Acele unde sunt ge-


nerate de majoritatea impulsurilor electrice aprinse în-tre neuroni și creează un voltaj măsurabil pe scalp care poate fi înregistrat printr-o electroencefalogramă. Co-relarea dintre undele înregistrate pe laturile opuse ale capului indică nivelul de cunoștinţă și această informa-ţie este utilizată de către anesteziști pentru a varia doza de anestezic dată pacientului. Detalii în Physical Review Letters.Îmbunătăţirea senzorilor de mişcareFizicieni din SUA și Finlanda au creat un sistem cuantic controlabil care are grade de libertate optic, mecanic și de spin, prin levitarea unui diamant minuscul, de di-mensiune nanometrică, utilizând lumina. Bazat pe un singur defect “vacanţă de azot” în diamant, sistemul ar putea fi utilizat în dispozitive care măsoară forţe ex-trem de slabe sau chiar să creeze “stări ale pisicii Schrö-dinger”. Defectele de vacanţă de azot se formează în di-amant atunci când doi atomi de carbon adiacenţi sunt înlocuiţi cu un atom de azot și un loc de reţea gol. Tipul de vacanţă de azot (-) este de mare interes pentru fizici-enii care construiesc dispozitive cuantice, din cauză că starea sa de spin (-1, 0 sau +1) poate fi determinată ușor, utilizând lumina. Mai mult, vacanţele de azot sunt bine izolate de vecinătăţile lor, ceea ce înseamnă că stările lor de spin, spre deosebire de cele ale majorităţii altor sisteme de stare solidă, își menţin natura lor cuantică pentru un timp relativ lung. Detalii în Nature Photonics.Un nou tip de laserCercetători din SUA (Connie Chang-Hasnain și colegii de la University of California, Berkeley, care au făcut echipă cu compania comercială Bandwidth10) au des-coperit un laser care-și modulează frecvenţa proprie. Dispozitivul este o aplicaţie nouă și practică a optome-canicii de cavitate, iar grupul consideră că el ar putea fi utilizat pentru a îmbunătăţii rezoluţia și a reduce di-mensiunea, costul și complexitatea sistemelor LIDAR (light detection and ranging), precum și pentru a găsi aplicaţie în imagistica de retină. În optomecanica de cavitate, modurile optice ale unui laser sunt cuplate cu modurile mecanice ale unei cavităţi de oscilaţie prin aplicarea presiunii radiaţiei asupra oglinzilor cavităţii. Astfel de amplasamente au fost utilizate pentru a in-vestiga un domeniu larg al fizicii fundamentale și, de asemenea, pentru a realiza ceasuri atomice de înaltă precizie. Într-un experiment optomecanic de cavitate convenţional, lumina laserului este injectată de afară și cavitatea răspunde simplu la frecvenţele laserului care rezonează cu modurile proprii ale rezonanţei mecani-ce. Grupul amintit a utilizat cavitatea laserului însuși ca rezonator mecanic. Aceste oscilaţii mecanice modi-fică deci, dimensiunea cavităţii laserului, care alterează frecvenţa luminii laserului. Detalii în Scientific Reports.Celule solare kirigami urmăresc soarele

Cercetători din SUA (Max Stein și colegii de la Univer-sity of Michigan in Ann Arbor) au utilizat vechea artă japoneză kirigami pentru a mări eficacitatea sistemelor de urmărire a panourilor solare. Cercetătorii au tăiat un tipar în celule solare de film subţire de galiu-arse-niu, care determină celulele să se încline când se lăr-gesc. Sistemul este o perfecţionare a echipamentului de urmărire solară, care este masiv, scump și, în general, depășește aranjamentele pentru case particulare. Gru-pul afirmă că noul lor proiect ar putea fi ușor desfășurat pe case individuale ca și pe aranjamente mai mari și, în plus, îmbunătăţește proprietăţile optice și mecanice ale celulei solare. Detalii în Nature Communications.Noi dispozitive de memorie magneticeFizicieni din SUA (US Army Research Laboratory, Uni-versity of Nebraska și Naval Research Laboratory) au creat un nou tip de dispozitiv care poate stoca informa-ţie utilizând permeabilitatea magnetică a unui materi-al. Dispozitivele ar putea fi mult mai stabile decât dis-pozitivele de stocarea datelor magnetice convenţionale, care pot fi corupte de câmpuri magnetice parazite. Dis-pozitivele sunt, de asemenea, mai puţin susceptibile la daunele produse de radiaţie și inventatorii cred că me-toda de stocare ar putea fi adaptată pentru a crea dispo-zitive de memorie cu densitate mare. Noua memorie re-zolvă problema coruperii de către câmpurile magnetice și de către fluctuaţiile termice, datele fiind stocate prin schimbarea permeabilităţii magnetice a unei regiuni minuscule a unui material magnetic. Detalii în Journal of Physics D: Applied Physics.Material nou cu proprietăţi optice exoticeFizicieni din SUA și Singapore au creat un material cu proprietăţi optice exotice, care-l face atât transparent, cât și reflexiv pentru lumină. Materialul, care seamănă cu o piesă subţire de sticlă cu găuri minuscule sfredelite în ea, ar putea fi utilizat pentru a amplifica ieșirea unor lasere și a detecta cantităţi extrem de mici de materiale biologice și chimice. Când lumina trece printr-un ma-terial transparent fără a pierde energie, sistemul poa-te fi descris printr-un set de stări de energie cu valori care sunt numere reale. Din contră, dacă lumina este absorbită în timpul transmisiei, stările de energie sunt descrise de numere complexe, cu partea imaginară de-scriind procesul de absorbţie. Un element fascinant al stărilor de energie complexe este că are posibilitatea să aibă “puncte excepţionale” unde două sau mai multe stări de energie au aceeași valoare. Când se întâmplă acest lucru, reacţia reciprocă între stările de energie poa-te cauza ca sistemul să se comporte ca și cum n-a avut loc nici o pierdere de energie. Un exemplu de acest fel ce a fost observat în laborator este “transparenţa optică cu pierdere indusă”, prin care un material care este în mod normal opac, poate transmite lumina în direcţii specifi-ce. Detalii în Nature.


Editura Horia HulubEiEditură nonprofit încorporată Fundaţiei Horia Hulubei.FundaţiaHoriaHulubeieste organizaţie neguvernamentală, nonprofit şi nonadvocacy,

înfiinţată în 4 septembrie 1992 şi persoană juridică din 14 martie 1994. Codul fiscal 9164783 din 17 februarie 1997.Cont la BANCPOST, sucursala Măgurele, nr. RO20BPOS70903295827ROL01 în lei,

nr. RO84BPOS70903295827EUR01 în EURO şi nr. RO31BPOS70903295827USD01 în USD.

Contribuţiile băneşti şi donaţiile pot fi trimise prin mandat poştal pentru BANCPOST la contul menţionat, cu precizarea titularului: Fundaţia Horia Hulubei.

Curierul de FiziCă ISSN1221-7794

Comitetul director: Redactorul şef al CdF şi Secretarul general al Societăţii Române de FizicăMembri fondatori: Suzana Holan, Fazakas Antal Bela, Mircea Oncescu

Redacţia: Dan Radu Grigore – redactor şef, Mircea Morariu, Corina Anca SimionMacheta grafică şi tehnoredactarea: Adrian Socolov, Bogdan Popovici

Au mai făcut parte din Redacţie: Sanda Enescu, Marius BârsanImprimat la IFIN-HH

Apare de la 15 iunie 1990, cu 2 sau 3 numere pe an.Adresa redacţiei: Curierul de Fizică, C.P. MG-6, 077125 Bucureşti-Măgurele.

Tel. 021 404 2300 interior 3416. Fax 021 423 2311, E-mail: [email protected]: www.fhh.org.ro

Distribuirea de către redacţia CdF cu ajutorul unei reţele de difuzori voluntari ai FHH, SRF şi SRRp. La solicitare se trimite gratuit bibliotecilor unităţilor de cercetare şi învăţământ cu inventarul principal în domeniile ştiinţelor exacte.

Datorită donaţiei de 2% din impozitul pe venit, contribuţia bănească pentru un exemplar este 1 leu.

La `nchiderea edi]iei CdF numărul 80 (decembrie 2015) – numărul de faţă – are data de închidere a ediţiei la 10 decembrie 2015. Numărul anterior, 79 (iunie 2015), a fost tipărit între 29 şi 30 iunie 2015. Pachetele cu revista au fost trimise difuzorilor voluntari ai FHH şi SRF pe data de 3 iulie 2015.

Numărul următor este programat pentru luna martie 2016.

Nou tip de laser pentru medicinăUn nou tip de laser în infraroşu compact promite să identifice mai uşor molecule specifice la concentraţii foarte joase din interiorul probelor chimice complexe. Aşa consideră fizicieni din Germania şi Spania, care au creat un laser de mare putere, cu pulsuri ultrascurte, de bandă largă. Spectroscopia moleculară sau amprenta-rea moleculară, include lumina unui fascicol laser care acoperă o oarecare porţiune a spectrului electromagne-tic printr-un lichid sau gaz şi apoi, comparând fascicolul înainte şi după trecerea prin probă, lungimile de undă specifice absorbite relevând compoziţia şi structura mo-leculelor din interiorul probei. Majoritatea vibraţiilor moleculare pot fi stimulate de radiaţia din infraroşu mijlociu (2 – 25 µm) şi deci lumina laser care acoperă această parte a spectrului este foarte potrivită pentru amprentarea moleculară. Deoarece nu există medii la-ser capabile să emită lumină într-o domeniu de bandă a lungimilor de undă ale infraroşului mijlociu, dispo-zitivele curente operează în această parte a spectrului utilizând cristale neliniare pentru a deplasa radiaţia din infraroşul apropiat de lungime de undă mai scurtă spre lungimi de undă mai lungi. Dar aceste cristale au limitări semnificative. În acest scop, Ioachim Pupeza de la Max Planck Institute of Quantum Optics, de lângă München şi colegii săi au creat un sistem care face uz de un cristal neliniar de un tip diferit. Radiaţia din infraroşul apro-piat este creată mai întâi într-un nou oscilator laser de mare putere din domeniul femtosecundelor pompată de o diodă, în care un disc subţire realizat dintr-un ma-terial dopat cu yterbiu formează mediul activ. Lumina

de la oscilator este compresată în pulsuri cu durata de 20 fs (2 x 10-14 s) şi apoi este convertită în radiaţie din infraroşu mijlociu utilizând un cristal neliniar realizat din sulfură de litiu-galiu. Dispozitivul sub formă de pro-totip ocupă o suprafaţă de 2 m2. Detalii în Nature Pho-tonics.Momentul unghiular orbital al neutronilorCercetători din Canada şi SUA au măsurat şi contro-lat pentru prima dată momentul unghiular orbital al neutronilor. Cercetătorii au deschis astfel posibilitatea utilizării fascicolelor de neutroni răsucite ca o nouă formă de examinare a materialelor şi, de asemenea, ar putea conduce la aplicaţii în ştiinţa informaţiei cuantice şi noi teste ale fundamentelor fizicii cuantice. Principiul dualităţii undă-particulă ca punct central al mecanicii cuantice înseamnă că neutronii împrăştiaţi de către o probă vor avea o figură de difracţie la fel ca o undă, care poate fi utilizată pentru a studia proprietăţile struc-turale şi magnetice ale unui şir lung de materiale. Mai mult, neutronii interacţionează foarte diferit cu atomii constituenţi ai materialelor decât o fac fotonii şi elec-tronii. Acest lucru înseamnă că împrăştierea neutro-nilor poate adesea proba proprietăţile materialului, ce sunt inaccesibile fascicolelor de electroni sau lumina sincrotronică. Dmitry Pushin şi colegii de la University of Waterloo, împreună cu fizicieni de la Joint Quantum Institute in Maryland şi Boston University, au utilizat un dispozitiv remarcabil de simplu pentru a crea fasci-cole de neutroni răsuciţi şi apoi au măsurat momentul lor unghiular orbital folosind un interferometru pentru neutroni. Detalii în Nature.

Date post:	10-Aug-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	3 times
Download:	0 times

80 Curierul de Fizicã îºi propune sã se adreseze întregii...

Documents